光電顯示技術(shù)(DOC)

1、光電顯示技術(shù)復(fù)習(xí)第一章緒論一、顯示的概念:對信息的表示。二、名詞翻譯：LED發(fā)光二極管(lightemittingdiode)LCD液晶顯示器(/iquidcrystaldisplay)CRT陰極射線管(cathoderaytube)ITO納米銦錫氧化物(IndiumTinOxide)TFT-LCD薄膜晶體管液晶顯示器(ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay)OLED有機(jī)發(fā)光二極管(OrganicLightEmittingDiode)PDP等離子顯示器(Plasmadisplaypanel)三、光電顯示器件分類：(1) 直觀型:把顯示設(shè)備上出現(xiàn)的視覺信息

2、直接觀看的方式稱為直觀型廠電子束型：采用適當(dāng)?shù)碾娐房刂普婵展軆?nèi)的電子束，使其在熒光屏上激發(fā)冷熒光粉發(fā)光形成圖像或文字。CRT平板型：厚度小于顯示屏對角線尺寸的7/4，如LCD，PDP。優(yōu)點(diǎn)是使用上/方便，大型、小型、微型都很適用可在有限面積上容納最大信息量，且適于大批量生產(chǎn)。數(shù)碼顯示器件：小型電子設(shè)備中顯示09或AZ的顯示器件。LED體積小，耗電少。(2) 投影型:由顯示設(shè)備或者光控裝置所產(chǎn)生的比較小的光信息經(jīng)過一定的光學(xué)系統(tǒng)放大投射到大屏幕后收看的方式稱為投影型。f前投式：類似電影，用于公共場合。"背投式：從投射光反方向觀看屏幕透射光，適于家用。卜(3) 空間成像型:采用某種光學(xué)手

3、段在空間形成可供觀看的方式。主動發(fā)光型CRT-LED被動顯示型LCD四、光的基本特性(1) 光通量：(lm)單位時間發(fā)出的光量。(2) 光照度：E(g/M/G)單位受光面積上所接受的光通量。E=d/dS(3) 發(fā)光強(qiáng)度：/(cd=/m/sr)光源在給定方向的單位立體角輻射的光通量。I=d/d3(4) 亮度：L(cd/m2)垂直于傳播方向單位面積上的發(fā)光強(qiáng)度。L=d/(dS*cos刖3)五、三基色原理三基色：紅綠藍(lán)混合：紅+綠=黃；綠+藍(lán)=青；紅+藍(lán)=紫；紅+綠+藍(lán)=白六、顯示器的主要性能指標(biāo)(7)像素:構(gòu)成圖像的最小面積。(2) 亮度:從給定方向上觀察的任意表面的單位投影面積上的發(fā)光強(qiáng)度。(3

4、) 亮度均勻性:反映顯示器件在不同展示區(qū)域所產(chǎn)生的亮度的均勻性。(4) 對比度和灰度對比度:畫面上最大亮度和最小亮度之比。灰度:畫面上亮度的等級差別。(5) 分辨率:單位面積像素的數(shù)量。(6) 清晰度和分辨力清晰度:人眼能察覺到的圖像細(xì)節(jié)清晰的程度。用光柵高度（幀高）范圍內(nèi)能分辨的等寬度黑白條紋（對比度為700%）數(shù)目或電視掃描行數(shù)來表示。（如果在豎直方向能分辨250對黑白條紋，就稱垂直清晰度為500線）。分辨力：人眼觀察圖像清晰程度的標(biāo)志。用圖像小投影點(diǎn)的個數(shù)表示（如800*600表示600條線，每條線800個投影點(diǎn)）（7）發(fā)光顏色：可用發(fā)射譜線或顯示光譜的峰值及帶寬或用色度坐標(biāo)表示。顯示器

5、件的顏色顯示能力，包括顏色的種類、層次和范圍。（全真彩色76777276色，紅綠藍(lán)各256灰度級，256*256*256=76777276財6M）（8）余輝時間：熒光粉的發(fā)光，從電子轟擊停止后起到亮度減小到電子轟擊時穩(wěn)定亮度的7/70所經(jīng)歷的時間。（9）解析度：圖片在7英寸長度上小投影點(diǎn)的數(shù)量，分為水平解析度和垂直解析度。解析度越高，圖像越清晰。（70）收看距離：收看距離可以用絕對值表示，也可以用與畫面高度H的比值表示。電視2m（77）周圍光線環(huán)境：觀看者所在的水平照度及照明裝置。（72）圖像的數(shù)據(jù)率：一定時間內(nèi)，一定速度下，顯示系統(tǒng)能將多少單元的信息轉(zhuǎn)換成圖形或文字并顯示出來。單位bps=b

6、it/s第二章陰極射線管顯示技術(shù)（CRT，cathoderaytube）一、CRT顯示器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理（7）CRT顯像管 電子槍（核心）：產(chǎn)生高速電子束，以轟擊熒光屏上的熒光粉發(fā)光。 偏轉(zhuǎn)線圈：分水平偏轉(zhuǎn)線圈和垂直偏轉(zhuǎn)線圈，使高速電子束發(fā)生偏移。 蔭罩：和玻殼，電子槍是彩色顯像管的三大部件。選色電極，作用是令電子束轟擊特定的熒光體。 熒光粉層：被高速電子轟擊，熒光粉的分子受激發(fā)光，有余輝特性。 玻璃外殼：透明性高，能耐受真空并能吸收從內(nèi)部發(fā)射的X射線。（2）工作原理經(jīng)典的CRT顯像管使用電子槍發(fā)射高速電子，經(jīng)過垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控制高速電子的偏轉(zhuǎn)角度，最后高速電子轟擊屏幕上的磷光物質(zhì)使

7、其發(fā)光。通過電壓調(diào)節(jié)電子槍發(fā)射電子束的功率，就會在屏幕上形成明暗不同的光點(diǎn)，形成各種圖案和文字。注：黑白和彩色CRT的最大區(qū)別是有無蔭罩。二、掃描方式：（大題）（7）文字幾圖像都是由像素點(diǎn)構(gòu)成的，使這些點(diǎn)順次顯示的方法稱為掃描。（2）光柵掃描方式：由掃描產(chǎn)生的水平線稱為掃描線，垂直方向上從左上向右下。 順序掃描（逐行掃描） 隔行掃描（飛越掃描）把一幀畫分成兩場掃描，第二場掃描偶行順序掃描方式Z|/I/I行掃描N52?46乙71/,場掃描隔行掃描方式偶數(shù)場奇數(shù)場隔行掃描方式描述把一幀畫面分成兩場來掃描，第一場掃描基數(shù)行，第二場掃描偶數(shù)行，如圖二。在第七行掃過一半時，基數(shù)場掃描結(jié)束，偶數(shù)場掃描開始

8、。故第七行的后一半挪到偶數(shù)場開始時掃描，這樣就會在光柵上端的中點(diǎn)開始結(jié)果使偶數(shù)行正好插在奇數(shù)行之間，兩場組成了一幅完整光柵。如圖三要實(shí)現(xiàn)各行掃描，就應(yīng)該保證偶數(shù)場的掃描行準(zhǔn)確地插在奇數(shù)場的掃描行之間，否則就會出現(xiàn)并行現(xiàn)象，使圖像質(zhì)量下降。背三、點(diǎn)距和柵距1、點(diǎn)距（孔狀蔭罩式顯像管）（1）定義：熒光屏上兩個鄰近的同色熒光點(diǎn)的直線距離，即兩個紅色（綠藍(lán)）像素單元之間的距離。單位：mm（2）點(diǎn)距越小，顯示器顯示圖形越清晰細(xì)膩。常見顯示器點(diǎn)距：028mm。（3）用顯示區(qū)域的寬和高分別除以點(diǎn)距，可得顯示器的垂直方向和水平方向最多可顯示的點(diǎn)距。2、柵距（陰柵式顯像管）（7）定義：磷光柵條之間的距離。常見：

9、0.24mm.（無像素）（2）優(yōu)點(diǎn)：使用多年不變形，畫質(zhì)不下降；透過更多的光線，高亮度和對比度，圖像色彩鮮艷、逼真、自然。四、視頻帶寬7、定義：每秒鐘電子槍掃描過圖像點(diǎn)的個數(shù)，以MHz為單位。2、帶寬越高，顯示器電路可以處理的頻率范圍越大，顯示器性能越好。高的帶寬能處理更高的頻率，信號失真越小，顯示的圖像質(zhì)量越好，反映了顯示器的解像能力。3、計算方法：帶寬=垂直刷新率翼（垂直分辨率R93）x（水平分辨率丸8）=水平分辨率黃垂直分辨率x垂直刷新率x134目測不考第三章液晶顯示器(LCD,liquidCrystaldisplay)L一在呆溫度氾圍內(nèi)，從外觀上看屬于液晶是白色渾濁的黏性液體，分子形狀

10、為棒狀。目:向列相，膽甾相，液晶的具有流動性的液體，同時又具有光學(xué)n(1)向列Cholesteric相液晶的分子排列。)最為廣泛近晶相n指向矢：表示液晶分子的平均排列方向 可看作由向列相平面重疊而成，一個平面內(nèi)分子互相平行，逐次平面的分子方向成螺旋式。r單軸負(fù)性 向列相液晶與膽甾相液晶可以互相轉(zhuǎn)換(加旋光材料或消旋光材料)。(3) 近晶相：(層狀相、脂狀相)!71i1*t打lAA/mNlfj丿M/uv 分子分層排列，層內(nèi)電子互相平行。 高度有序，黏度大，分子不宜轉(zhuǎn)動，響應(yīng)速度慢，不宜作顯示器件。三、液晶的分類(7)熱致液晶把某些有機(jī)物加熱熔解，由于加熱破壞了結(jié)晶晶格，形成的液晶稱為熱致液晶。熱

11、致液晶在一定的溫度范圍內(nèi)才呈液晶態(tài)，這一溫度范圍稱液晶的相溫度。低于其下限為晶體，高于其上限為透明液體。目前液晶顯示器件中都采用熱致液晶。(2) 溶致液晶:有些材料在溶劑中，處于一定的濃度區(qū)間時產(chǎn)生液晶，稱溶致液晶。四、液晶的特點(diǎn)低壓微功耗平板型結(jié)構(gòu)被動顯示型顯示信息量大易于彩色化無電磁輻射壽命長五、電光效應(yīng)液晶分子在某種排列狀態(tài)下，通過施加電場，將向著其他排列狀態(tài)變化，液晶的化學(xué)性質(zhì)也隨之變化，稱液晶的電氣光學(xué)效應(yīng)，簡稱電光效應(yīng)。五、構(gòu)造(圖，大題)、顯像原理彩色濾光片(紅)玻璃基板6光線穿透示意圖典型LED結(jié)構(gòu)截面LED顯像原理(7)結(jié)構(gòu)：(方便記憶)將設(shè)有透明電極的兩塊玻璃基板用環(huán)氧類黏

12、合劑以46m間隙進(jìn)行封合,并把液晶封入其中而成，與液晶相接的玻璃基板表面有使液晶分子取向的膜，一側(cè)玻璃基板內(nèi)面與像素相對應(yīng)，設(shè)有三基色彩色濾光片。(2)液晶的物理性質(zhì)：通電時導(dǎo)通，排列有序，使光線容易通過。(3)顯示原理:液晶本身不發(fā)光，故在顯示屏兩邊都設(shè)有作為光源的燈管，而在液晶顯示屏背面有一塊背光板和反光膜。背光板提供均勻的背景光源。背光板發(fā)出的光線在穿過第一層偏振過濾層之后進(jìn)入包含成千上萬水晶液滴的液晶層。液晶層中的水晶液滴都被包含在細(xì)小的單元格結(jié)構(gòu)中，一個或多個單元格構(gòu)成屏幕上的一個像素。在玻璃板與液晶材料之間有透明電極，電極分為行和列，在行與列的交叉點(diǎn)上，通過改變電壓而改變液晶的旋光

13、狀態(tài)，液晶材料的作用類似于一個個小的光閥。在液晶材料周邊是控制電路部分和驅(qū)動電路部分。LCD是把液晶灌入兩個列有細(xì)槽的平面之間。這兩個平面上的槽互相垂直(相交成90。)而位于兩個平面之間的分子被強(qiáng)迫進(jìn)入一種90°扭轉(zhuǎn)的狀態(tài)。由于光線順著分子的排列方向傳播，所以光線經(jīng)過液晶時也被扭轉(zhuǎn)90°。此時,由于液晶前后的兩塊偏振片方向垂直，所以正好光可以透過。但當(dāng)液晶上加一個電壓時，分子便會重新垂直排列，使光線能直射出去，而不發(fā)生任何扭轉(zhuǎn)。因?yàn)槠穹较虼怪保藭r光線正好無法通過第二塊偏振片,處于光線阻斷狀態(tài)。六、驅(qū)動方式靜態(tài)，動態(tài)，有源矩陣，光束掃描七、分類(7)扭曲向列型(TN)90

14、°(2) 超扭曲向列型(STN)780°(3) 薄膜晶體管型(TFT，thinfilmtransistor)第四章發(fā)光二極管顯示技術(shù)(LED,lightemittingdiode)一、發(fā)光效率耳=耳耳耳ice耳i為PN結(jié)少子的注入效率，nc為在勢壘區(qū)少子與多子的復(fù)合效率，Y為外部出光效率二、結(jié)構(gòu)沒有找見三、驅(qū)動(7) 直流驅(qū)動：阻、容降壓，加一個穩(wěn)壓二極管，向LED供電。(2) 恒流驅(qū)動：驅(qū)動LED的正向電流(恒流源)值相同時，各LED的發(fā)光強(qiáng)度就比較相近。晶體管的輸出特性具有恒流性質(zhì)，故可用晶體管來驅(qū)動LED。(3) 脈沖驅(qū)動：利用人眼的視覺暫留特性，釆用數(shù)字脈沖反復(fù)開關(guān)

15、LED驅(qū)動器的方法就是脈寬調(diào)制驅(qū)動法。調(diào)光方式：系統(tǒng)只要改變數(shù)字式脈沖寬度，即可改變輸出電流，從而調(diào)節(jié)LED的亮度。優(yōu)點(diǎn)：可提供高質(zhì)量白光、應(yīng)用簡單、效率高。缺點(diǎn)：電磁干擾。R/LED(a)直毓驅(qū)動(c)脈沖驅(qū)動（4）串行傳輸和并行傳輸:目前廣為采用的主要為串行控制技術(shù)。并行數(shù)據(jù)傳輸：多個數(shù)據(jù)位同時在設(shè)備之間傳輸。幾位二進(jìn)制數(shù)就需要幾個通道。串行數(shù)據(jù)傳輸:每個時鐘僅傳送一位數(shù)據(jù)。只有一個二進(jìn)制數(shù)傳輸通道。（5”校正技術(shù)：對色度曲線的選擇。分為模擬校正和數(shù)字校正。對于線性關(guān)系，Y=7。Cathode陰HTL空穴傳輸層ITO.納米銦雙層結(jié)構(gòu)Lightout四、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED,organi

16、clightemittingdiode)自發(fā)（7）分類及特點(diǎn) 小分子聚合物L(fēng)ED（有機(jī)染料和顏料為發(fā)光材料）原理：陰極注入電子，陽極注入空穴，在有機(jī)層內(nèi)傳輸。第一層：傳輸空穴，阻擋電子。使沒有與空穴復(fù)合的電子不能進(jìn)入正電極。第二層：電致發(fā)光層：電子空穴的復(fù)合，激發(fā)發(fā)光層中的分子產(chǎn)生單重態(tài)激子，輻射躍遷而發(fā)光。 高分子聚合物L(fēng)ED（共軛高分子為發(fā)光材料）（2）OLED基本結(jié)構(gòu)（大題）EML是什么？雙層器件結(jié)構(gòu)雙層有機(jī)膜結(jié)構(gòu)，有效地解決電子和空穴的復(fù)合區(qū)遠(yuǎn)離電極和平衡載流子注入速率問題，使有機(jī)EL（電致發(fā)光）的研究進(jìn)入了一個新階段。他們的器件結(jié)構(gòu)也叫DL-A型雙層結(jié)構(gòu)。主要特點(diǎn)：發(fā)光層材料具有電子

17、傳輸性，需要加入一層空穴傳輸材料去調(diào)節(jié)空穴和電子注入到發(fā)光層的速率，這層空穴傳輸材料還起著阻擋電子的作用，使注入的電子和空穴在發(fā)光層處發(fā)生復(fù)合。DL-A型雙層EL器件結(jié)構(gòu)圖DL-B型雙層EL器件結(jié)構(gòu)圖如果發(fā)光層材料具有空穴傳輸性質(zhì)，就需要使用DL-B型雙層結(jié)構(gòu)，即需要加入電子傳輸層以調(diào)節(jié)載流子的注入速率，使注入的電子和空穴是在發(fā)光層處復(fù)合。三層器件結(jié)構(gòu)CathoETLEMLHTLITOGlassSubstrate三層結(jié)構(gòu)Lightout由空穴傳輸層（HTL）、電子傳輸層（E7L）和將電能轉(zhuǎn)化成光能的發(fā)光層組成。HTL負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)空穴的注入速度和注入量,ETL負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)電子的注入速度和注入量。優(yōu)點(diǎn)：使

18、三層功能層各行其職，對于選擇材料和優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)性能十分方便，是目前有機(jī)EL器件中最常采用的器件結(jié)構(gòu)之一。第五章等離子顯示技術(shù)（PDP，Plasmadisplaypanel）一、等離子體：由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，是物質(zhì)存在的第四態(tài)。二、顯示原理7、發(fā)光過程(圖見P83)(7)預(yù)備放電：給掃描/維持電極和維持電極之間加上電壓，使單元內(nèi)的氣體開始電離，形成放電的條件。(2) 開始放電：接著給數(shù)據(jù)電極與掃描/維持電極之間加上電壓，單元內(nèi)的離子開始放電。(3) 放電發(fā)光與維持發(fā)光：去掉數(shù)據(jù)電極上的電壓，給掃描/維持電極和維持電極之間加上交流電壓，使單元

19、內(nèi)形成連續(xù)放電，從而可以維持發(fā)光。(4) 消去放電：去掉加到掃描/維持電極之間的交流信號，在單元內(nèi)變成弱的放電狀態(tài)，等待下一個幀周期放電發(fā)光的激勵信號。2、兩種實(shí)現(xiàn)彩色顯示的交流PDP結(jié)構(gòu)(大題)(7)對向放電式可見光MgO前板X電極n乞前1熒光層氣體放熒光層電空間VUV介質(zhì)層介質(zhì)層V；Y電極對向放電式刁后板/氣體電空間顯示電極VUV尋址電極nnrYYYYYYYYYYYYmYYm后板表面放電式兩個電極分別做在相對放置的底板上，這種結(jié)構(gòu)放電時熒光粉受離子轟擊可見光會使發(fā)光性能變差，因此難以實(shí)現(xiàn)實(shí)用的彩色顯示，同時，熒光粉淀積在MgO絕緣層上也使驅(qū)動電壓不穩(wěn)定。(2)表面放電式：表面放電式結(jié)構(gòu)避免

20、了上述缺點(diǎn)，顯示電極位于同一側(cè)的底板上，放電也在同側(cè)電極間進(jìn)行。三、特點(diǎn)(7) 高亮度和對比度(2) 純平面圖像無扭曲(3) 超薄設(shè)計，超寬視角。(4) 具有齊全的輸入接口可以駁市面上幾乎所有的信號源。(5) 良好的防電磁干擾功能。(6) 環(huán)保無輻射(刀散熱性能好，低噪聲。(8) 采用電子尋址方式，圖像失真小(9) 采用幀驅(qū)動方式，消除了行間閃爍和圖像大面積閃爍。(70)圖像惰性小，重顯高速運(yùn)動物體不會產(chǎn)生拖尾等缺陷。四、性能指標(biāo)等離子顯示器件的性能指標(biāo)主要指它的空間分辨率，顏色分辨率和掃描頻率?？臻g分辨率：用像素點(diǎn)的大小或水平與垂直方向像素點(diǎn)的乘積表示。42英寸分辨率應(yīng)達(dá)到7024*768-

21、顏色分辨率：每一個像素點(diǎn)應(yīng)該有多少種顏色，由一個像素點(diǎn)的二進(jìn)制的位數(shù)決定。掃描頻率必須要達(dá)到一定的值才不會閃爍。PDP的使用注意事項(xiàng)(不要求)(7) PDP的表面玻璃不能承受太大或太小大氣壓力，更不能有意外重壓。(2)發(fā)熱量大，PDP彩電的背板上裝有多組風(fēng)扇用于散熱，注意使用環(huán)境。(3)發(fā)光發(fā)熱元件向外輻射使得不能在機(jī)內(nèi)解決接收電視節(jié)目信號，對輸入的視頻信號接線要求較高。五、子場驅(qū)動技術(shù)PDP單元的狀態(tài)只有兩種，要么“點(diǎn)亮”要么“熄火”，PDP要實(shí)現(xiàn)灰度顯示時就需要采用特殊的方法一子場驅(qū)動法。把一個顯示場分為n個子場，每一子場維持時間不同，產(chǎn)生不同的亮度。不同子場的組合產(chǎn)生不同亮度的積分效應(yīng)，

22、在視網(wǎng)膜上感受到輻射不同的強(qiáng)度。某一單元的亮度由各子場維持顯示時間的組合確定。各子場內(nèi)的維持時間有一定的關(guān)系，以256級灰度為例，各子場維持時間之比采用二進(jìn)制方式，如1:2:4:8:16:32:64:28,只需8個子場分割就可以實(shí)現(xiàn)一個視場的256級灰度顯示。一個彩色像素有R、G、B三基色放電單元,每一單元的基色都可產(chǎn)生256級不同的亮度，故一個彩色像素共可表現(xiàn)出2563種顏色，約為1677萬種不同色彩。|場SFlSF2SF3SF4SF5SF6ST-7SfK選址期圖£15ADS實(shí)現(xiàn)跖氏級灰度徜子場介配方祛尋址期初始化寫入維持維持期子場P88圖5.9子場的3個階段示意圖一子場維持結(jié)束后

23、進(jìn)入下一子場，重復(fù)上述過程，直至該場約束。上述每子場先進(jìn)行選址然后全子場同時進(jìn)入維持的方式、選址占用了大量的時間，使用于維持的時間減少，不利于實(shí)現(xiàn)高亮度顯示，這是要對ADS工作方式進(jìn)行改進(jìn)的原因之一。以640X480彩色像素的彩色PDP實(shí)現(xiàn)256級灰度為例，一個電視場在16.7ms時間內(nèi)分為8個子場，每一子場先進(jìn)行逐行掃描選址，每行的掃描時間約為3ps，在此時間內(nèi)，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)由A，Y電極對該行單元進(jìn)行選址。全屏所有的行均選址完后，同時進(jìn)行維持放電。第六章激光顯示技術(shù)(LDHLaserdisplaytechnology)一、電光調(diào)制電光調(diào)制的物理基礎(chǔ)是光電效應(yīng)。光電效應(yīng)是指物質(zhì)的折射率因外加電場而發(fā)生變化的一種效應(yīng)?？勺龀晒庹{(diào)制器件、光偏轉(zhuǎn)器件和電光濾波器件。線性光電效應(yīng)（普克爾Pockel效應(yīng)）：折射率隨外加電場呈線性變化。分類二次光電效應(yīng)：（科爾Kerr效應(yīng)）折射率隨外加電場平方成比例變化。二、聲光調(diào)制超聲波是一種彈性波，在介質(zhì)中傳播時，引起介質(zhì)疏密程度交替變化，折射率也發(fā)生變化。所以超聲波可看成是超聲光柵，光